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不同应用中的环境参量取值对不确定度评定的影响
【来源/作者】中国计量报 【更新日期】2014-3-27 9:01:52

在检定或校准工作中,需要将影响测量结果的环境参量(如温度、湿度、电压、频率等)控制在一定的范围内。在实际工作中,对计量标准技术报告、校准和测量能力(CMC)、作业指导书、证书或报告中特定测量结果进行不确定度评定时,虽然是针对同一计量标准,依据同一技术文件,选取一个稳定的被测对象对某参数在规范化条件下的常规测量结果评定,但由于应用目的不同,在环境参量的取值范围上略有差异,下面对此进行简述。

一、技术报告

根据JJF1033-2008《计量标准考核规范》,在计量标准技术报告的检定或校准结果的测量不确定度评定栏,应填写在计量检定规程或技术规范规定的条件下,用该计量标准对常规的被检定或被校准对象进行检定或校准时所得结果的测量不确定度评定详细过程。此处评定的目的就是通过测量结果的不确定度是否满足量值传递关系,即U95≤1/3MPEV,从而证明该计量标准依据规程或规范所规定的测量方法(包括环境条件、测量原理、计量标准、数据处理方法等)对所开展的参数进行检定或校准工作时能够确保数据的准确可靠,满足量传要求。为达到验证目的,评定时对环境参量的影响程度应在规程或规范规定的允许范围内取最大值,由此得到的不确定度也是依据规程或规范评定所得到的最大不确定度。因此,规范化的常规测量中,只要满足规程或规范要求,检定或校准结果就是可靠的,其测量不确定度就小于上述评定的不确定度。在证书报告中,同类测量结果的不确定度表述常可直接引用该值,但也表明实验室的常规测量水平仅满足规程的最低要求。

二、校准和测量能力(CMC)的表示

CMC是校准实验室在常规条件下能够提供给客户的校准和测量的能力,其应是在常规条件下的校准中可获得的最小的测量不确定度。由于检定规程或校准规范所规定的环境条件是对各环境参量控制的最低要求,是必须满足的通用的最低限度的条件,实验室在开展校准工作时,为了满足量传关系,保证数据的准确可靠,依据校准规范,以不超过技术文件规定要求为最大限度,并且常常从可靠性和提高自身检测水平考虑,对环境参量都有一个实际控制的范围,这就是实验室的常规条件。因此,为确定环境参量对CMC不确定度评定的影响程度,应取该常规条件下的最小值,由此得到的不确定度也应该是实验室开展正常工作时的最小不确定度,反映了实验室常规条件下在同类校准工作中所能达到的最高水平。但必须注意的是该不确定度并不是满足该方法的最小不确定度,如果实验室对环境参量实施严格控制并尽可能接近理想状态,就有可能得到更小的不确定度,但此时可能需付出较高的成本。

三、作业指导书

作业指导书是规定质量基层活动途径的操作性文件,主要针对具体的作业活动。其测量不确定度评定与表示应是指导实验室评定的表征规范,反映了实验室在常规条件下开展正常检定或校准工作的不确定度评定过程和结果。因此,评定时各环境参量的影响程度,应该取实验室常规条件下实际控制范围内可达到的最大值,由此得到的不确定度应是实验室常规条件下开展正常工作时的最大不确定度,该不确定度应该大于校准测量能力的不确定度,而小于或等于技术报告中评定得到的不确定度。因此,将其作为规范化常规测量结果的不确定度在证书报告中直接引用,较引用技术报告中的不确定度更为准确,也更能反映实验室正常工作时实际达到的测量水平。

四、证书报告

证书报告中的测量不确定度是对测量结果质量的评价,实际工作中为了简化,在满足要求的情况下一般都给出常规测量中或依据规程或规范评定的最大不确定度,即上面所述的作业指导书中或技术报告中评定得出的不确定度,而不需每次都进行评定。但是,当客户有要求或者测量条件不能满足常规条件以及被测对象引入的不确定度分量超出常规时,就需要对某个被测对象的具体测量过程、测量结果进行具体的评定,即特定测量结果的不确定度评定。此时各环境参量的取值应该根据该测量过程中的实际情况具体确定,由此得到的不确定度是对该特定测量结果在一定测量条件下的具体描述。此时若该不确定度超出技术报告中评定的最大不确定度,则实验室还需进一步考虑是否能满足量传要求。

针对上述4种情况,笔者简述了在测量不确定度表述时需根据评定目的和应用场合确定环境参量影响程度的取值范围。例如对某个参数进行测量时,依据校准规范要求温度控制在(20±3)℃内,实验室常规条件下温度控制在(20±1)℃内,实际温度变化范围在20.4℃~21℃之间,那么在不确定度评定时,在技术报告中温度影响程度应按规范要求的最大值取23℃;在进行校准测量能力评定时,温度影响程度应按实际控制范围的最小值取20.4℃; 在作业指导书中温度影响程度应按实际控制范围的最大值取21℃;在特定测量结果的评定中,如果实际测量温度为20.7℃,则温度影响程度应按具体测量值取20.7℃。但实际工作中,根据各实验室环境条件控制的具体情况,环境参量在上述各种情况下的控制范围可能相同,所以各不确定度评定结果一致,或者因环境参量影响程度导致的不确定度差异很小,甚至可忽略不计。此时在上述4种情况中,除校准测量能力评定的不确定度最小外,其他情况下评定结果可能相同。尽管如此,在不确定度评定时,只有明确了不确定度应用目的及其评定方法后,按环境条件的控制情况正确选取环境参量的取值,才能使测量不确定度的表述准确可靠。


【关键词】计量标准, 环境参量,奥科官网 

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